Проект системы наддува автотракторного дизеля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
Вµжимы его работы существенно ниже номинального, на большинстве современных дизелей стараются получить пологую характеристику протекания кривой удельного расхода топлива в диапазоне изменения частоты вращения коленчатого вала, соответствующей полке постоянной мощности.
В России с 2000 г. на ОАО Алтайдизель начат серийный выпуск максимально унифицированных рядных дизелей с характеристикой ДПМ и двумя уровнями мощности, предназначенных для гусеничных и колесных тракторов, самоходных комбайнов, дорожной и строительной техники. На основе четырехцилиндрового дизеля Д-440 созданы базовая модель Д-442 и его модификации) с номинальной мощностью 91... 115 кВт на первом уровне с запасом крутящего момента до 30% и на втором уровне с мощностью 75,5..93,4 кВт и запасом крутящего момента 35...50%. Переключение с одного уровня на другой производится на ходу. Удельный расход топлива у этих дизелей на номинальном режиме составляет 210...220 г/(кВтч) при минимальном расходе топлива 200...210 г/(кВтч). Конструктивные особенности дизеля Д- 442 и его модификаций заключаются в промежуточном охлаждении надувочного воздуха (Д-442-24, Д-442-47), наличии противодымного корректора и индивидуальных головок цилиндров. Заводом отработаны перспективные модели четырехцилиндровых (Д-4405) и шестицилиндровых (Д-461 и Д- 4605) ДПМ с номинальным удельным расходом топлива 200...204 г/(кВтч) и мощностью соответственно до 154 и 228 кВт.
О преимуществах двухуровневых ДПМ свидетельствуют результаты исследований отечественных и зарубежных ученых. На кафедре Тракторы и автомобили Красноярского ГАУ авторами были проведены сравнительные испытания тракторов ДТ-175С и К-701 с двумя уровнями эксплуатационной мощности. Верхний уровень мощности соответствовал параметрам серийных двигателей с традиционной регулировкой (соответственно 125 и 200 кВт). Обоснование нижних уровней и параметров характеристик ДПМ для указанных тракторов проводилось применительно к зимним условиям эксплуатации и выполнению малоэнергоёмких сельскохозяйственных операций с учетом ограничения рабочих скоростей. По результатам раiетов и проведенных испытаний было установлено, что рациональное значение мощности на низшем уровне должно соответствовать мощности серийного двигателя на режиме максимального крутящего момента (100 и 170 кВт соответственно). Результаты тяговых и технологических испытаний методом контрольных заездов и смен показали, что перевод дизелей на нижний уровень, с обеспечением характеристики постоянной мощности в диапазоне изменения частоты вращения коленчатого вала от номинальной до соответствующей максимальному крутящему моменту, повышает топливную экономичность и чистую производительность тракторных агрегат ов на основных операциях в зимний период до 11 и 7% соответственно. Улучшение показателей достигается в основном за iет более экономичного режима работы ДПМ и снижения буксования движителя.
Для перспективных автомобильных дизелей ЯМЗ и КамАЗ за iет наддува и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха, совершенствования конструкции поршней и снижения номинальной частоты вращения коленчатого вала минимальный удельный расход топлива достиг 194... 197 г/(кВтч) (ЯМЗ-236НЕ2, ЯМЗ-236БЕ2, ЯМЗ-7512.10, ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-535, ЯМЗ-536, КамАЗ-740.11-240, КамАЗ-740.13-260, КамАЗ-740.14-300 и др.). Эти двигатели имеют международный сертификат соответствия Евро-1 и Евро-2, выпускаются с индивидуальными головками цилиндров, водомаслянными теплообменниками и охлаждением поршней.
В отечественном и зарубежном двигателестроении наметилась тенденция уменьшения номинальной частоты вращения коленчатого вала, что обеспечивает снижение механических потерь, удельного расхода топлива и повышение долговечности. С 2000 г. ОАО КамАЗ освоило серийное производство дизелей КамАЗ-740.11-240 и КамАЗ-740.13-260 с номинальной частотой вращения 2200 мин1, мощностью соответственно 176 и 191 кВт и удельным расходом топлива на номинальном режиме 210..215 г/(кВттАвч).
По мнению специалистов фирм МАН, Мерседес - Бенц и Скания, применение монолитной керамики для изоляции стенок цилиндров и деталей, ограничивающих камеру сгорания, нецелесообразно, так как ведет к значительному повышению температуры газов, а следовательно, содержанию оксидов азота в отработавших газах. Но керамику нельзя полностью отвергать, поскольку она целесообразна и перспективна для уменьшения трения и износа, снижения массы деталей, а также изоляции потока отработавших газов (выпускные каналы, турбокомпрессоры). Однако это возможно лишь при условии, что соединения керамических и металлических частей будут долговечны, что достигнуто, например, в дизелях Элко.
Использование в двигателях многофункциональных электронных систем управления количеством и характеристикой впрыскивания топлива позволяет снизить удельный расход топлива на 3...5% и токсичность отработавших газов. В будущем по мере снижения стоимости электронных устройств и удовлетворения возрастающих требований к токсичности отработавших газов электронное регулирование найдет широкое применение. Поэтому останется рынок и для механических систем, особенно в случае двигателей малых мощностей.
Совершенствование бензиновых двигателей с впрыскиванием топлива и высокими энергетическими показателями идет в направлении создания систем впрыска с регулируемой интенсивностью турбулизации заряда; внедрения регулируемого наддува, послойного распределения смеси и фазированного впрыскивания, путем разработки адаптивных систем управления топл